Macaw gondok (Anodorhynchus hyacinthinus). Tristan Barrington/Shutterstock

Sebagai pemilik beberapa otak terbesar dalam alam haiwan, kita manusia sering menganggap prestasi kognitif, penyelesaian tugas dan interaksi sosial adalah bahan asas yang menggalakkan evolusi otak kompleks kita.

Kami kajian baru, baru-baru ini diterbitkan dalam Prosiding Akademi Sains Kebangsaan, mencabar andaian intuitif ini.

Diambil bersama dengan faktor biologi dan ekologi yang lain, faktor kognitif dan sosial kehilangan peranan utamanya dalam memacu peningkatan saiz otak. Sebaliknya, jumlah penjagaan ibu bapa yang diterima oleh anak-anak yang menyokong otak yang lebih besar.

Otak mahal

Otak adalah salah satu yang paling banyak organ yang mahal dalam badan haiwan – aktiviti saraf memerlukan sejumlah besar tenaga. Semakin besar otak, semakin banyak tenaga yang diperlukan untuk mengekalkan dirinya.

Ahli biologi telah lama mengandaikan kos yang besar ini harus datang dengan beberapa faedah kukuh yang disediakan dengan menjadi berotak besar. Beberapa kelebihan yang dicadangkan ialah kemahiran kognitif, keupayaan untuk menyelesaikan masalah yang sukar dan melibatkan diri dalam interaksi sosial yang kompleks.

Melihat kepada manusia, beruk besar dan primata lain seolah-olah mengesahkan andaian ini: otak besar kita secara rutin digunakan dalam situasi yang memerlukan penyelesaian kreatif, dan kepada mengekalkan integriti sosial dalam kumpulan besar.

Terdapat satu masalah dengan alasan ini. Otak besar mengambil masa yang lama untuk berkembang dan semasa mereka berbuat demikian, mereka masih memerlukan sejumlah besar bahan api (walaupun lebih daripada pada masa dewasa). Mereka juga kurang berkuasa sebelum mencapai saiz dan kerumitan akhir mereka. Oleh itu, haiwan yang sedang membesar perlu "membayar" untuk membesarkan otak, tetapi tidak akan dapat menggunakan kuasa otak untuk masa yang lama.

Penyiasatan otak burung

Untuk menyelesaikan paradoks yang jelas ini, kami memutuskan untuk menjauhkan diri daripada mamalia, yang secara tradisinya digunakan dalam penyelidikan otak - tetapi juga hampir secara eksklusif telah dikaji dalam konteks kognisi. Sebaliknya, kami menyelam ke dalam dunia burung. Burung adalah model yang menakjubkan dalam banyak kajian evolusi: mereka sangat pelbagai, mempunyai pelbagai gaya hidup, dan hidup dalam hampir semua habitat liar di Bumi.

Saiz otak burung juga sangat berubah-ubah, daripada ayam dan burung unta yang agak kecil otaknya kepada beberapa spesies berotak besar yang paling bijak seperti burung kakak tua dan corvid.

Berbanding saiz badannya yang besar, burung unta adalah antara burung yang berotak terkecil. Shutterstock

Perhatikan bahawa kami merujuk di sini kepada saiz otak relatif. Dalam erti kata lain, kita berminat dengan saiz otak yang berkaitan dengan keseluruhan badan haiwan itu. Lagipun, adalah mudah untuk mempunyai otak yang besar (secara mutlak) jika anda adalah haiwan besar secara umum. Peningkatan saiz otak yang berkaitan dengan saiz badan sedemikian juga tidak semestinya membawa kepada peningkatan kognisi.

Analisis kami termasuk lebih daripada 1,000 spesies burung yang mana kami mempunyai data mengenai saiz otak. Kami juga mengumpul banyak pembolehubah lain yang mungkin relevan sebagai pemacu potensi saiz otak: iklim tempat tinggal setiap spesies; sama ada berhijrah atau tidak; bagaimana ia memberi makan dan apakah sumber makanan utamanya.

Paling penting, untuk semua spesies yang disertakan, kami dapat mencari rekod tentang cara sosial dan kerjasama mereka, dan berapa banyak penjagaan ibu bapa yang mereka berikan kepada anak mereka.

Ia bermula di sarang

Analisis kami mendedahkan bahawa, dalam kombinasi dengan semua pembolehubah yang disertakan, faktor sosial hanya berkaitan lemah dengan variasi saiz otak pada burung.

Ternyata kerjasama dan hidup dalam kumpulan yang lebih besar - keadaan yang biasanya diandaikan berkait rapat dengan otak yang besar dan kompleks - hampir tidak penting sebagai punca kebijaksanaan yang luar biasa.

Daripada semua ciri spesies yang dianalisis, hanya yang dikaitkan secara langsung dengan penjagaan ibu bapa dan penyediaan anak menunjukkan hubungan yang kuat dengan saiz otak. Data kami menunjukkan spesies yang memberi makan anak mereka untuk masa yang lebih lama adalah spesies dengan beberapa otak terbesar (sekali lagi, berbanding dengan saiz badan).

Gaya pembangunan juga sangat penting. Burung boleh dibahagikan dengan mudah kepada dua kumpulan besar. Spesies precocial ialah spesies di mana juvana menetas daripada telur yang telah berkembang dengan baik (seperti ayam, itik, angsa), memerlukan sedikit atau tiada makanan.

Burung Altricial dilahirkan tidak berdaya, tetapi diberi makan untuk jangka masa yang lama oleh ibu bapa mereka membolehkan mereka mengembangkan otak yang lebih besar. Shutterstock

Burung altricial, sebaliknya, menetas kurang berkembang. Biasanya anak-anak mereka buta, berbogel dan bergantung sepenuhnya kepada penjagaan ibu bapa mereka. Kumpulan ini termasuk beberapa kumpulan burung paling terkenal yang kami temui setiap hari, seperti burung pipit, tetek, robin dan burung finch.

Oleh kerana burung altricial menerima penjagaan yang agak lebih daripada ibu bapa mereka, kami meramalkan bahawa mereka juga sepatutnya dapat mengembangkan otak yang lebih besar - corak yang kami lihat dengan jelas dalam data kami.

Walaupun mencabar dari sudut pandangan hipotesis sedia ada lain (seperti "hipotesis otak sosial" yang dinyatakan sebelum ini), keputusan kami sangat masuk akal.

Seperti yang dinyatakan sebelum ini, otak adalah pengguna tenaga yang besar. Jika tenaga ini tidak dapat disediakan dengan cara biasa (kerana remaja mempunyai otak yang kurang berkembang dan tidak dapat memberi makan sendiri secara bebas), ia mesti dibekalkan melalui pemberian makanan ibu bapa.

Adakah evolusi otak manusia mengikut laluan burung?

Keputusan kami menimbulkan persoalan yang menarik - adakah sejarah evolusi otak mamalia dan manusia mengikut logik yang sama? Adakah ia lebih bergantung pada penjagaan ibu bapa daripada pengembangan tingkah laku sosial dan interaksi kerjasama?

Kemungkinan Ya. Bukti wujud bahawa pecutan besar evolusi saiz otak manusia dikaitkan dengan peningkatan bilangan penjaga and peruntukan yang berpanjangan juvana sehingga remaja mereka.

Nampaknya saiz otak mamalia juga dikekang oleh jumlah tenaga yang boleh dipindahkan oleh ibu kepada anak mereka sehingga cerai susu. Apabila bercakap tentang mempunyai otak yang besar, nampaknya kasih sayang dan penjagaan ibu bapa lebih diutamakan sebelum pembelajaran seterusnya.

Mengenai Penulis

Szymek Drobniak, Rakan DECRA, UNSW Sydney

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.

books_science